Pemza
Kategória: Vulkanické sklá
Typ: Vulkanické sklo
Všeobecné: Pemza je vulkanické sklo, ktoré je svetlé a má malý obsah vody. Nápadná je jej pórovitá textúra a malá hustota, čo spôsobuje plávanie pemzy na vode. Chemickým zložením najčastejšie zodpovedá ryolitu. Známe sú však aj pemzy dacitové, ryodacitové a ojedinele aj bazaltové. Pemza vzniká pri náhlej explozívnej vulkanickej erupcii, kedy dochádza k prudkému ochladeniu a náhlemu uvoľneniu veľkého množstva prchavej zložky (H2O a CO2) pri poklese tlaku. Póry v utuhnutej pemze reprezentujú miesta po úniku plynových bublín počas chladnutia spenenej magmy veľmi bohatej na prchavé zložky. Explozívne vulkány, ktoré produkujú tento typ vulkanickej horniny sa nachádzajú prevažne na kontinentálnych okrajoch nad subdukčnými zónami, lebo magma je v tomto prostredí významne obohatená o prchavé zložky a o materiál pochádzajúci z kontinentálnej kôry. Farba pemzy môže byť svetlá – biela až sivobiela, alebo tmavá – čierna až šedočierna.
Pôvod názvu: Názov pemza pochádza zo staroveku. Prvýkrát ho spomína grécky filozof Theophrastus (nástupca Aristotela) v roku 320 p.n.l. Pomenovaná je pravdepodobne podľa latinského pumex – pemza.
Lokalita: Monte Pilato, Lipari, Liparské (Eolské) ostrovy, erupcia z roku 729 n.l. (vzorku darovala K. Šarinová)
GPS: 38° 30' 47,65" N, 14° 57' 31,73" E
Hlavné minerály: Vulkanické sklo.
Akcesorické minerály: Nie sú.
Klasifikácia: Pemza, ako typ vulkanického skla, nemá svoju samostatnú klasifikáciu. Používa sa pre ňu TAS diagram, v ktorom sa klasifikuje zloženie vulkanického skla na základe obsahu SiO2, Na2O a K2O (Le Bas et al., 1986). Pemza z Lipari sa v tejto klasifikácii premieta do poľa ryolitu.
Farba: Biela až svetlo sivá.
Textúra: Vezikulárna - pórovitá.
Zrnitosť: Jemnozrnná (0,1 – 1 mm) s veľkými pórmi s premenlivou veľkosťou od veľmi malých, pohybujúcich sa na hranici pozorovateľnosti voľným okom až po veľmi veľké póry veľké 20 do 30 mm.
Štruktúra: Sklovitá (vitritická, hyalínna). Na základe tvaru pórov a hrúbky silikátového skla okolo nich je štruktúra pemzy sférická a/alebo pseudopolyédrická s drobnými pórmi obklopenými tenkou vrstvou silikátového skla.
Premeny: Hornina nie je premenená.
Petrografická charakteristika: Pemza je typ vulkanickej horniny, ktorá obsahuje viac ako 80 % vulkanického skla. Hornina je vezikulárna, obsahuje početné dutiny vznikajúce po úniku plynov pri jej vyliatí na zemský povrch. Dutiny nie sú sekundárne vyplnené. Makroskopicky ani mikroskopicky neobsahuje žiadne kryštály.
Využitie: Pemza sa využíva ako súčasť odľahčených stavebných hmôt (betón a betónové bloky s pemzou), ako abrazívum, v záhradníctve a pri záhradných a terénnych úpravách. Najväčším producentom pemzy je Taliansko. Ďalšie veľké ložiská sa nachádzajú v Grécku, Chile, Španielsku, Turecku a USA (Arizona, Nové Mexiko a Oregon). Pemza z ostrova Lipari má v porovnaní s ostatnými svetovými výskytmi (50 – 65 hmot. % SiO2) vysoký obsah SiO2, okolo 70 hmot. % (Pumex S.p.A.). Obsah SiO2 významne vplýva na kvalitu pemzy. So stúpajúcim obsahom SiO2 sa zvyšuje jej tvrdosť a odolnosť voči chemickým látkam. Pemza z Monte Pilato na ostrove Lipari pochádza z erupcie z roku 739 n.l., kedy bola vyprodukovaná 200 m hrubá vrstva pemzy. Vulkanická aktivita z tohto obdobia bola ukončená dvomi mohutnými lávovými prúdmi obsidánu. Zatiaľ posledná erupcia sa v novodobej histórii na Monte Pilato objavila v roku 1230 n.l., kedy vznikol ryolitový lávový prúd.
Literatúra: Chesner, C.A. 1998: Petrogenesis of the Toba Tuff, Sumatra, Indonesia. Journal of Petrology, 39, 3, 397-438. Le Bas, M.J., Le Maitre, R.W., Streckeisen, A. & Zanettin, B., 1986: A Chemical Classification of Volcanic Rocks Based on the Total Alkali-Silica Diagram. Journal of Petrology, 27, 3, 745 – 750. Mandeville, CH.W., Carey, S. & Sigurdsson H., 1996: Magma mixing, fractional crystallization and volatile degassing during the 1883 eruption of Krakatau volcano, Indonesia. Journal of Volcanology and Geothermal Research, 74, 243-274. Pattan, J.N., Mudholkar, A.V., Jai Sankar, S. & Ilangovan, D., 2008: Drift pumice in the Central Indian Ocean Basin: Geochemical evidence. Dee-Sea Research, I 55, 369-378. Pumex S.p.A.: Lipari pumice. 1-13 pp (www.pumex.it). Steinhauser, G., Sterba, J.H., Bichler, M. & Huber, H., 2006: Neutro activation analysis of Mediterranean volcanic rocks – An analytical database for archeological stratigraphy. Applied Geochemistry, 21, 1362-1375. Steinhauser, G., Sterba, J.H. & Bichler, M. 2007: „Chemical fingerprints“ of pumice from Cappadocia (Turkey) and Kos (Greece) for archeological applications. Applied Radiation and Isotopes 65, 488-503. Sterba, J.H., Foster, K.P., Steinhauser, G. & Bichler, M., 2009: New light on old pumice: the origins of Mediterranean volcanic material from ancient Egypt. Journal of Archeological Science, 36, 1738-1744.
Mikrofotografie
Pemza z ostrova Lipari sa skladá výhradne z vulkanického skla a neobsahuje žiadne vykryštalizované fázy. Póry zaberajú cca 85 % objemu pemzy. Póry sú guľovitého až pseudopolyédrického tvaru a sú lemované tenkou vrstvou silikátového skla. Pri jednom nikole je pemza priehľadná a pri skrížených nikoloch je izotrópna, lebo vulkanické sklo je amorfné. Šírka dvoch horných mikrofotografií je 2,2 mm a dvoch dolných 1,1 mm.
Normatívne zloženie
Pemza je vulkanická hornina, ktorá je chemickým zložením podobná ryolitu a granitu. Je to kremeň normatívna hornina. Má nižší obsah normatívneho anortitu – an v porovnaní s ryolitom a granitom. Obsahuje v norme hyperstén – hy a korund - c ako ho obsahuje ryolit a granit. Rutil - ru v normatívnom zložení pemzy vznikol preto, lebo pemza má veľmi nízky obsah FeO a po vytvorení normatívneho ilmenitu – il zostal prebytok titánu. Všetko Fe3+ sa umiestnilo v normatívnom hematite – hm a nebol vytvorený žiadny normatívny magnetit – mt.
Normatívne minerály
SiO2
TiO2
ZrO2
Al2O3
Fe2O3
FeO
MnO
MgO
CaO
Na2O
K2O
P2O5
F
S
CO2
Suma
Molárna proporcia normatívneho minerálu
Molekulová hmotnosť normatívneho minerálu
Hmot. % normatívnych minerálov
Oxid
(hmot. %)
71.75
0.11
12.33
1.98
0.02
0.07
0.12
0.70
3.59
4.47
0.01
0.07
0.10
95.32
Molekulová
hmotnosť
60.08
79.88
101.96
159.69
71.85
70.94
40.31
56.08
61.98
94.20
141.95
32.06
44.01
Molárna
proporcia
1.1942
0.0014
0.1209
0.0124
0.0013
0.0010
0.0030
0.0125
0.0579
0.0475
0.0001
0.0022
0.0023
ap
0.0002
0.0001
0.0001
328.68
0.02
pr
0.0011
0.0022
0.0011
119.98
0.13
il
0.0002
0.0002
0.0002
151.75
0.03
ru
0.0012
0.0012
79.90
0.10
cc
0.0023
0.0023
0.0023
100.09
0.23
or
0.2847
0.0475
0.0475
0.0475
556.67
26.42
ab
0.3475
0.0579
0.0579
0.0579
524.46
30.38
an
0.0200
0.0100
0.0100
0.0100
278.21
2.79
c
0.0055
0.0055
101.96
0.56
hm
0.0124
0.0124
159.69
1.98
zvyšky
0.0000
0.0030
0.0000
hy
0.0030
0.0000
0.0030
0.0030
100.39
0.30
q
0.5390
0.5390
60.08
32.38
D: -0.5390
Mg/(Mg+Fe2+): 1.00
Suma hmot. % normatívnych: 95.32
Poznámka: Obsah normatívneho ilmenitu – il bol vytvorený na základe obsahu Fe2+ a nie na základe obsahu Ti, ako je bežné. Zvyšok Ti bol potom umiestnený do rutilu – ru a všetko Fe3+ sa umiestnilo do hematitu – hm. Kalcit – cc bol vytvorený z malého obsahu CO2 a pyrit -pr z malého obsahu S. Z celého obsahu Mg bol vytvorený hypertén – hy. Zvyšok Al po vytvorení ortoklasu – or, albitu ab a anortitu – an sa dostal do korundu – c.
Chemické zloženie
Monte Pilato, Lipari - biela pemza
SiO2
71.75TiO2
0.11Al2O3
12.33Fe2O3
1.98FeO
0.02MnO
0.07MgO
0.12CaO
0.70Na2O
3.59K2O
4.47P2O5
0.01H2O+
3.71CO2
0.10SO3
0.18Suma
99.14Mg(Mg/Fe2+)
0.91A/CNK
1.03A/NK
1.15
Pumex S.p.A. (www.pumex.it)
Krakatau, erupcia z roku 1883, Indonézia - biela ryodacitová pemaza, priemer zo 4 analýz
SiO2
68.30TiO2
0.76Al2O3
14.84Fe2O3
3.42MnO
0.14MgO
0.95CaO
2.93Na2O
4.72K2O
2.28P2O5
0.16Suma
98.49Mg(Mg/Fe2+)
0.33A/CNK
0.95A/NK
1.45
Mandeville et al., 1996
Toba Caldera Komplex, Sumatra, Indonézia - Yongest Toba Tuff, priemer z 12 analýz
SiO2
72.78TiO2
0.32Al2O3
13.91Fe2O3
2.86MnO
0.08MgO
0.61CaO
2.16Na2O
3.00K2O
4.24P2O5
0.02Suma
99.99Mg(Mg/Fe2+)
0.30A/CNK
1.03A/NK
1.46
Chesner 1998
Krakatau, erupcia z roku 1883, Indonézia - sivá dacitová pemza, priemer z 2 analýz
SiO2
67.98TiO2
0.77Al2O3
15.24FeO
3.77MnO
0.15MgO
1.06CaO
3.01Na2O
5.32K2O
2.12P2O5
0.17Suma
99.57Mg(Mg/Fe2+)
0.33A/CNK
0.92A/NK
1.38
Mandeville et al., 1996
Centrálny Indický oceánsky bazén - ryolitová, Skupina II, priemer z 5 analýz
SiO2
75.43TiO2
0.27Al2O3
14.58Fe2O3
1.93MnO
0.09MgO
0.36CaO
1.81Na2O
3.70K2O
2.59P2O5
0.04Suma
99.61Mg(Mg/Fe2+)
0.27A/CNK
1.20A/NK
1.64
Pattan et al., 2008